書籍信息
作者：胡杰、王松漢 主編 中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院 組織編寫
叢書名：
出版日期：2018年3月 書號：978-7-122-30345-5
開本：16K 787×1092 1/16 裝幀：精 版次：1版1次 頁數：1045頁
內容簡介
本書介紹了近年來全球乙烯工業的演變和進展，為讀者提供了乙烯原料和生產工藝的最新動態， 並且以蒸汽裂解制乙烯工藝流程為主線，對原料、裂解、急冷、壓縮、分離以及裝置的運行與管理、控制與最佳化、輔助系統、安全環保等進行了詳細論述。不僅闡述了乙烯工藝的基本原理和相關的理論，而且對乙烯生產的原料和各種工藝流程進行了系統分析，給出了有關工藝設計的計算方法和典型工藝數據和結論，還著重總結了消化吸收國外先進技術和自主創新方面的寶貴經驗和典型企業的套用實踐，全面系統地論述了近年來我國在乙烯原料多樣化、輕質化，裝置大型化，裝備與技術成套國產化，運行最佳化等方面取得的諸多成就。
《乙烯工藝與原料》從乙烯原料、裂解反應、公用工程、過程控制與最佳化、健康安全環保等方面分五篇17章，對乙烯裝置的相關技術做了全面系統的論述，是一部乙烯工業發展的集大成之作，填補了近年來我國在該領域的空白，是我國乙烯行業幾代科技工作者智慧的結晶。本書對從事乙烯工業的科研人員、設計人員、生產技術與操作人員以及規劃工作者、大專院校相關師生等都具有很好的參考價值。
圖書目錄
第一章概論1
第一節乙烯裝置的重要性1
第二節世界乙烯生產狀況4
一、供需狀況4
二、裝置規模5
三、工藝與原料6
第三節我國乙烯生產狀況7
參考文獻9
第一篇製取乙烯的原料及方法
第二章裂解製取乙烯的原料11
第一節乙烯原料的來源和種類11
一、天然氣及油田輕烴11
二、煉廠所提供的油品15
三、煉廠副產的低碳烷烴18
第二節中國原油性質19
一、原油的評價19
二、中國原油性質20
三、大慶原油21
四、長慶原油23
第三節中東原油性質26
一、沙烏地阿拉伯原油27
二、科威特原油28
三、阿曼原油30
四、中東其他地區原油31
第四節俄羅斯原油性質32
第五節世界乙烯原料發展趨勢34
第六節乙烯原料的選擇和最佳化36
一、乙烯原料的選擇36
二、乙烯原料的最佳化39
三、石腦油作為乙烯原料的最佳化問題43
第七節擴大乙烯原料來源48
一、頁岩油作裂解原料48
二、 煤基石腦油48
三、延遲焦化49
四、加氫裂化51
五、煉化副產品作裂解原料52
六、煉廠催化乾氣的回收利用53
第八節裂解原料脫砷脫汞60
一、砷及砷化物的脫除60
二、汞及汞化物的脫除64
參考文獻65
第三章工業製取乙烯的方法67
第一節管式爐蒸汽裂解制乙烯67
第二節甲醇制烯烴68
一、甲醇制烯烴技術概述68
二、甲醇制烯烴典型的分離工藝流程76
第三節催化裂解制乙烯82
一、催化裂解反應機理82
二、催化劑的研究和進展82
三、催化裂解制乙烯技術的研究進展83
第四節生物乙醇制乙烯84
一、纖維素乙醇產業及技術發展概況85
二、生物乙醇制乙烯技術發展概況85
第五節甲烷制乙烯86
一、甲烷氧化偶聯制乙烯86
二、甲烷無氧制乙烯87
第六節合成氣制乙烯87
第七節其他乙烯生產技術88
一、直接裂解原油的工藝88
二、甲醇石腦油耦合制烯烴技術89
第八節乙烯生產路線的比較89
一、原料89
二、產品90
三、投資90
四、成本91
五、環保91
六、思考及建議92
參考文獻92
第四章乙烯原料特性及評價94
第一節評價裂解原料特性的主要指標94
一、石油烴的化學組成95
二、密度和相對密度101
三、沸點、餾程及平均沸點105
四、特性因數K108
五、黏度109
六、折射率113
七、氫含量和碳氫比113
八、平均分子量117
九、關聯指數BMCI120
十、殘炭值、瀝青質和溴值122
十一、硫化物123
十二、其他雜質125
第二節乙烯原料實驗室評價方法125
一、烴類裂解制乙烯實驗室評價方法125
二、裂解評價實驗129
三、裂解產物的分析131
四、數據處理131
第三節工業裂解爐單爐標定方法132
一、工業裂解爐單爐標定的意義132
二、工業裂解爐產物的標定裝置132
三、取樣點的確定132
四、樣品的處理及分析133
五、數據處理133
六、標定結果判定依據134
第四節乙烯原料分子表征136
一、乙烯裂解原料等效分子組成重構方法136
二、基於信息熵最大化的原料等效分子組成重構最佳化模型139
三、石腦油與加氫尾油原料等效分子組成預測141
四、小結142
參考文獻143
第二篇裂解反應、設備及分離工藝
第五章裂解參數及裂解反應146
第一節裂解反應模型146
一、裂解反應動力學模型146
二、裂解爐結焦模型及周期模擬160
第二節蒸汽裂解過程模擬164
一、過程模型164
二、反應模型172
三、分子模型182
四、石腦油裂解過程模擬示例185
五、小結186
第三節共裂解187
一、乙烷/丙烷共裂解188
二、乙烷/丙烯共裂解188
三、石腦油/乙烷共裂解189
四、石腦油與輕烴及拔頭油資源共裂解191
第四節裂解爐結焦和結焦抑制技術193
一、烴類的熱裂解結焦機理194
二、急冷鍋爐、對流段結焦194
三、輻射段結焦195
四、結焦抑制劑200
第五節燃燒器及低氮氧化物(NOx)燃燒器203
一、概述203
二、燃料的燃燒203
三、燃燒器類型及特點207
四、低氮氧化物(NOx)燃燒器及其運用209
五、計算流體動力學(CFD)模擬216
六、燃燒器試驗219
七、燃燒器操作維護221
八、燃燒器故障排除223
第六節裂解爐熱性能測試及熱效率計算224
一、裂解爐熱性能測試的目的224
二、裂解爐熱性能測試的內容224
三、裂解爐的熱性能測試224
四、裂解爐的熱效率計算和測定234
參考文獻239
第六章裂解爐爐型及裂解爐的工藝設計242
第一節各種爐型的裂解爐242
一、概述242
二、CBL裂解爐249
三、SRT型裂解爐252
四、USC型裂解爐276
五、 KTI GK裂解爐288
六、毫秒裂解爐300
七、Pyrocrack型裂解爐302
八、HSLR 型裂解爐307
九、HQF裂解爐309
十、新爐型的發展311
第二節裂解爐工藝設計常用的基本參數313
一、裂解基本工藝參數313
二、裂解深度參數317
三、裂解爐的性能指標321
四、裂解選擇性指標325
第三節裂解爐輻射段爐膛傳熱模型326
一、裂解爐輻射段爐膛傳熱模型的發展326
二、常用的爐膛傳熱模型328
第四節裂解爐輻射段工藝設計341
一、裂解爐輻射段技術的發展342
二、裂解爐輻射段設計要點349
三、輻射段工藝設計的主要內容352
四、裂解爐輻射段的工藝計算353
五、裂解爐工藝設計的計算程式和實例363
第五節裂解爐對流段的工藝設計367
一、對流段的功能和結構發展367
二、對流段工藝設計的基本原則370
三、對流段工藝包設計主要內容378
四、對流段的工藝計算379
五、對流段工藝設計的計算實例393
參考文獻395
第七章急冷系統397
第一節裂解氣急冷397
一、概述397
二、裂解氣急冷鍋爐的結構型式和參數401
三、裂解爐和急冷鍋爐清焦418
四、急冷油和急冷水熱量回收421
五、稀釋蒸汽產生系統422
六、汽油分餾塔內重油聚合的形成與控制428
七、常用汽油分餾塔內焦粉脫除的辦法431
八、減黏塔432
第二節裂解氣急冷鍋爐的工藝設計432
一、概述432
二、裂解氣急冷鍋爐的工藝特點433
三、裂解氣急冷鍋爐的工藝計算435
第三節乙烯裝置與熱電聯產組合437
一、概述437
二、熱力學性能評價438
三、幾種熱電聯產發電工藝路線438
四、裂解爐與熱電聯產組合442
五、結論445
參考文獻446
第八章壓縮系統447
第一節概述447
一、裂解氣壓縮447
二、脫除酸性氣體448
三、乾燥449
四、丙烯製冷450
五、乙烯製冷450
第二節壓縮機的熱力計算452
一、幾種壓縮過程452
二、壓縮機的排氣溫度、功率和中間冷卻456
三、真實氣體壓縮463
四、壓縮製冷466
第三節典型壓縮工藝流程469
一、五段壓縮工藝流程470
二、四段壓縮工藝流程474
三、壓縮工藝參數476
四、凝液汽提塔工藝參數及模擬計算478
第四節酸性氣體的脫除和裂解氣乾燥479
一、酸性氣體雜質的來源和危害479
二、鹼洗法480
三、長尾曹達法487
四、黃油抑制489
五、裂解氣乾燥491
第五節製冷系統499
一、丙烯和乙烯製冷系統500
二、甲烷製冷系統505
三、復疊製冷507
四、熱泵流程508
五、多元製冷514
六、冷劑的過冷與過熱524
七、冷劑節流531
八、製冷壓縮機出口冷劑收集罐的設定與控制535
參考文獻540
第九章分離系統541
第一節分離流程概述541
一、前脫丙烷前加氫流程542
二、順序分離流程549
三、前脫乙烷前加氫流程553
四、特色操作單元559
五、採用氣體裂解原料的分離流程特點560
第二節脫甲烷系統561
一、概述561
二、單塔脫甲烷565
三、雙塔脫甲烷573
四、甲烷製冷和膨脹再壓縮機系統578
五、尾氣中的乙烯回收技術580
六、脫甲烷塔的模擬計算582
第三節脫乙烷系統583
一、概述583
二、雙塔脫乙烷584
三、順序流程後脫乙烷工藝586
四、前脫丙烷流程後脫乙烷工藝589
五、隔壁精餾塔脫乙烷技術589
六、脫乙烷塔模擬590
第四節脫丙烷系統592
一、概述592
二、不同脫丙烷塔方案的能耗592
三、單塔脫丙烷592
四、雙塔脫丙烷594
五、脫丙烷塔防結焦597
第五節乙烯和丙烯精餾598
一、相對揮發度598
二、乙烯精餾600
三、丙烯精餾605
四、丙炔和丙二烯的精餾脫除608
第六節脫丁烷系統609
一、概述609
二、脫丁烷塔609
三、脫丁烷塔防結焦609
第七節乙烯裝置塔器設計610
一、塔器設計基礎610
二、乙烯裝置塔器設計概論615
三、乙烯裝置中特殊塔器的設計要求616
第八節換熱器基礎知識619
一、概述619
二、不同類型換熱器工藝設計要點622
參考文獻634
第十章催化反應及催化劑636
第一節概述636
第二節乙炔、丙炔和丙二烯的脫除637
一、概述637
二、乙炔、丙炔前加氫638
三、乙炔後加氫647
四、C3加氫657
五、催化精餾加氫技術661
六、綠油脫除663
七、乙烯乾燥665
第三節甲烷化反應及氫氣純化665
一、甲烷化反應機理666
二、甲烷化工藝流程介紹667
三、用變壓吸附純化氫氣669
參考文獻672
第三篇乙烯裝置輔助系統
第十一章公用工程675
第一節水系統及水平衡675
一、乙烯裝置給排水系統劃分675
二、原水系統675
三、生產給水系統676
四、生活給水系統676
五、循環冷卻水系統676
六、工藝用水系統678
七、鍋爐給水系統678
八、消防水系統679
九、裝置排水680
十、再生水系統680
十一、水平衡681
第二節電氣系統682
一、概述682
二、電源和供配電系統682
三、爆炸和火災危險環境684
四、變電所684
五、 繼電保護及自動裝置配置原則687
六、供配電線路687
七、配電687
八、 照明688
九、防雷、接地688
第三節蒸汽平衡689
一、概述689
二、蒸汽系統的確定690
三、蒸汽平衡計算和蒸汽系統最佳化690
第四節燃料平衡692
一、燃料消耗692
二、燃料平衡693
參考文獻697
第十二章乙烯原料與產品的儲存和運輸698
第一節概述698
一、乙烯原料與產品的儲存和運輸特點及要求698
二、乙烯原料與產品的存儲方式選擇以及儲罐容量、規格選取699
三、罐區運行和維護701
四、罐區的消防、安全、環保與職業衛生702
第二節大容量石腦油的儲存706
一、概述706
二、石腦油及類似組分的主要物性數據707
三、裂解原料儲存工藝流程及特點（油品類物料）707
四、主要設備及單元工藝設計708
五、控制、聯鎖及監視系統設計710
六、油品儲罐類型和規格710
七、油品儲罐建造管理、操作與維修713
八、套用實例715
第三節液化烴的儲存716
一、乙烯產品的性質和特點716
二、乙烯產品儲存工藝流程及特點718
三、附屬設備及單元工藝設計721
四、計量、控制、聯鎖及監控系統設計722
五、液化烴儲罐類型和規格723
六、罐型選擇724
七、套用實例728
第四節乙烯原料與產品運輸731
一、概述731
二、長輸管道輸送731
三、槽罐運輸732
四、船舶運輸739
五、套用實例741
參考文獻743
第十三章火炬系統744
第一節概述744
一、火炬系統的作用744
二、火炬分類745
三、火炬的組成745
四、火炬形式的選擇746
第二節乙烯裝置內的火炬系統748
一、火炬排放系統的組成748
二、乙烯裝置內火炬排放管網的工藝設計749
三、濕火炬罐、乾火炬罐和液體蒸發器753
四、火炬排放量確定753
第三節高架火炬的工藝設計及總圖布置754
一、設計範圍754
二、設計基本原則754
三、高架火炬裝置的工藝流程755
四、高架火炬高度和火炬周圍安全界限的確定756
五、高架火炬的總圖布置764
第四節火炬裝置的主要設備764
一、火炬頭764
二、火炬筒體767
三、分液罐768
四、水封罐771
五、點火設施774
六、泵776
第五節高架火炬系統的自動控制和安全防護776
一、高架火炬系統的自動控制776
二、安全防護778
第六節地面火炬779
一、地面火炬的發展和類型779
二、地面火炬的工藝設計780
三、火炬頭782
四、地面火炬系統控制782
五、地面火炬需要注意的問題783
第七節火炬氣回收785
一、概述785
二、火炬氣回收工藝技術785
三、火炬氣回收裝置的組成和布置786
四、工藝流程說明787
五、安全和環境保護788
參考文獻789
